3059 礦用液壓支架1,液壓,支架 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師：薛銅龍 職稱： 副教授 所在系部（單位）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)械教研室 題 目 ZY3200/15/35 液壓支架學(xué)生姓名 尤奇 專業(yè)班級(jí) 08 機(jī)制 4 班 學(xué)號(hào) 0828090072一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫(xiě)：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）1．選題為礦用液壓支架，符合機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，能夠體現(xiàn)綜合訓(xùn)練的要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì) ZY3200/15/35 液壓支架的整體架型和零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算以及它們的受力分析和強(qiáng)度校核對(duì)我來(lái)說(shuō)是以往所學(xué)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用，所以能夠滿足綜合訓(xùn)練的要求。2．設(shè)計(jì)任務(wù)難易程度較難，ZY3200/15/35 液壓支架在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于我來(lái)說(shuō)還是具有一定的難度，相關(guān)內(nèi)容很多很復(fù)雜，所以這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。3．工作量較大，要求完成 3 張以上的 A0 圖紙，50—60 頁(yè)的說(shuō)明書(shū)一份。4．所選題目 ZY3200/15/35 液壓支架的設(shè)計(jì)與實(shí)際貼合比較緊密，在實(shí)際的應(yīng)用中比較廣泛。緊密的結(jié)合生產(chǎn)和實(shí)踐，而且在我們所學(xué)課程的范圍之內(nèi)，對(duì)我們以后不管是科研還是從事實(shí)際的工作都有很大的幫助。二、開(kāi)題報(bào)告完成情況：順利完成了開(kāi)題報(bào)告。我們這次設(shè)計(jì)的是 ZY3200/15/35 礦用液壓支架，由于之前接觸這方面的知識(shí)較少，所以在剛開(kāi)始時(shí)不是很順利，甚至感到有些無(wú)從下手，但是經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)、與本組同學(xué)的商量、在工廠實(shí)習(xí)觀看實(shí)物之后， 我逐漸找到設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，順利的完成了開(kāi)題報(bào)告。三、階段性成果：1．對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解，我收集了大量的資料和文獻(xiàn)，為順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2．在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下確定了設(shè)計(jì)的基本方法，進(jìn)行了一些基本原理的設(shè)計(jì)計(jì)算，并取得了一定成果。3．完成了開(kāi)題報(bào)告。4．對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)有一個(gè)總體的方案,并進(jìn)行了前期的一些工作和設(shè)計(jì)四、存在主要問(wèn)題：1．對(duì) ZY3200/15/35 液壓支架的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題理解還不夠深。2．獲得的專用資料有限。 五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱 礦用液壓支架學(xué)生姓名 尤奇 專業(yè)班級(jí) 08 機(jī)制 4 班 學(xué)號(hào) 0828090072一 概況英國(guó)在 1954 年首次研制出液壓支架后，通過(guò)對(duì)液壓支架的逐步改進(jìn)完善，進(jìn)而普遍推廣應(yīng)用，使采煤過(guò)程中的落煤、裝煤、運(yùn)煤和支護(hù)工序全部實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化。液壓支架電液系統(tǒng)的應(yīng)用，大大加快了工作面的移架、推溜速度，改善了采煤工作面的支護(hù)狀況，使工作面產(chǎn)量成倍增加，安全狀況明顯改善，噸煤成本大幅下降，為煤礦生產(chǎn)的高效安全和煤礦工人的勞動(dòng)環(huán)境的改變提供了條件。目前，以液壓支架為主題的綜采設(shè)備以逐步向程控遙控和自動(dòng)化方向發(fā)展。 80 年代以來(lái)世界主要產(chǎn)煤國(guó)家的工作面液壓支架發(fā)展十分迅速，尤其是適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面要求的電液控制、快速推移和高可靠性技術(shù)使液壓支架的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。二 本課題的研究目的和意義通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程理學(xué)等課程中所學(xué)理論知識(shí)的能力；強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性，培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后適應(yīng)工作崗位和創(chuàng)造性地開(kāi)展工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。為了滿足對(duì)煤炭日益增長(zhǎng)的需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面（簡(jiǎn)稱綜采工作面） 。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝 150臺(tái)液壓支架，可見(jiàn)對(duì)液壓支架的需要量是很大的。由于不同采煤工作面的頂?shù)装鍡l件，煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等的不同，對(duì)液壓支架的要求也不同，為了有效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì)出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此，液壓支架的設(shè)計(jì)工作是很重要的。由于液壓支架的類型很多，因此其設(shè)計(jì)工作量是很大的，由此可見(jiàn)，研制和開(kāi)發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)中，煤礦井下開(kāi)采支護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用發(fā)生了巨大變化。其中，最引人矚目的是世界范圍內(nèi)廣泛采用液壓支架作為長(zhǎng)臂開(kāi)采支護(hù)工程的主要設(shè)備。從采煤設(shè)備的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，采用液壓支架管理頂板是當(dāng)代采煤技術(shù)史上一次重要的變革，也是煤礦現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。液壓支架作為綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備之一，其重量約占綜合采煤設(shè)備總重量的 80%~90%，其費(fèi)用約占綜合采煤設(shè)備總費(fèi)用的 60%~70%。因此，為了降低成本提高采煤的經(jīng)濟(jì)效益，世界各主要產(chǎn)煤大國(guó)都一直在積極地開(kāi)展液壓支架的研究。三 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）1 第 1-2 周進(jìn)行實(shí)習(xí)2 第 3-4 周寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告并進(jìn)行資料查找3 第 5 周寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告4 第 6-13 周進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制裝配圖和零件圖5 第 14-15 周準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 四 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：指導(dǎo)教師： 年 月 日 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文- I -摘 要本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選架型、總體設(shè)計(jì)、主要零部件的設(shè)計(jì)、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于該煤層厚度適中，選用掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度介于之間，煤層厚度變化較大，選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)2.3~81護(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。支架采用正四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來(lái)滿足支架調(diào)高范圍的需要。推移千斤頂采用框架結(jié)構(gòu)，以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對(duì)頂板的及時(shí)支護(hù)，采用錐閥液壓系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：液壓支架 液壓 四連桿機(jī)構(gòu) 采煤 支架選型 推溜 移架河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文- １ -AbstractThe article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the rice, coal bed thickness 2.3~81change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system.河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文- III -Key word: The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文1目錄1 前言 ..........................................................11.1 國(guó) 內(nèi) 外 液 壓 支 架 的 研 究 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展 ..........................11.2 本 課 題 的 研 究 目 的 和 意 義 ...................................32 液 壓 支 架 基 本 理 論 分 析 .........................................52.1 液 壓 支 架 的 工 作 原 理 ......................................52.1.1 支 架 升 降 ............................................52.1.2 支 架 推 移 .............................................62.1.3 支 架 承 載 過(guò) 程 ........................................62.2 液 壓 支 架 的 類 型 和 結(jié) 構(gòu) ....................................82.2.1 支 撐 式 支 架 ..........................................82.2.2 掩 護(hù) 式 支 架 ..........................................92.2.3 支 撐 掩 護(hù) 式 支 架 ......................................92.2.4 特 種 液 壓 支 架 .......................................102.3 對(duì) 液 壓 支 架 的 基 本 要 求 ...................................102.4 設(shè) 計(jì) 液 壓 支 架 必 需 的 參 數(shù) .................................113 液壓支架的總體設(shè)計(jì) ...........................................133.1 支 架 的 選 型 設(shè) 計(jì) ..........................................133.1.1 設(shè) 計(jì) 的 原 始 條 件 .....................................133.1.2 影 響 架 型 選 擇 的 因 素 ................................133.1.3 支 架 架 型 的 確 定 .....................................143.2 液壓支架參數(shù)的確定 .......................................163.2.1 支 架 高 度 的 確 定 .....................................163.2.2 支 架 伸 縮 比 ..........................................173.2.3 支 架 間 距 ............................................173.2.4 底 座 長(zhǎng) 度 與 寬 度 確 定 .................................183.2.5 初撐力 ...............................................183.2.6 移架力與推溜力 ......................................193.3 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) ........................................193.3.1 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 作 用 與 缺 點(diǎn) .............................193.3.2 四 連 桿 幾 何 特 征 ...................................203.3.3.四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 各 部 尺 寸 的 確 定 ..........................203.4 頂 梁 長(zhǎng) 度 與 寬 度 確 定 ......................................263.4.1 支 架 工 作 方 式 對(duì) 頂 梁 長(zhǎng) 度 的 影 響 ......................263.4.2 頂 梁 長(zhǎng) 度 與 寬 度 計(jì) 算 .................................263.5 支 架 技 術(shù) 參 數(shù) 和 立 柱 的 設(shè) 計(jì) ...............................283.5.1 立 柱 布 置 ............................................28河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文23.5.2 立 柱 柱 窩 位 置 的 確 定 .................................283.5.3 支 護(hù) 面 積 ..........................................303.5.4 支 護(hù) 強(qiáng) 度 ...........................................303.5.5 確 定 立 柱 的 技 術(shù) 參 數(shù) ................................313.5.6 安 全 閥 壓 力 與 立 柱 工 作 阻 力 的 確 定 ...................323.5.7 支 護(hù) 效 率 ............................................353.5.8 底 座 接 觸 比 壓 .......................................363.6 千 斤 頂 技 術(shù) 參 數(shù) 的 確 定 ...................................373.6.1 平衡千斤頂安裝位置的確定原則 ........................373.6.2 平 衡 千 斤 頂 在 頂 梁 上 位 置 的 確 定 ......................373.6.3 推 移 千 斤 頂 ..........................................413.6.4 側(cè) 推 千 斤 頂 ..........................................423.6.5 前梁千斤頂 ..........................................433.6.6 護(hù)幫千斤頂 ...........................................434 液 壓 支 架 主 要 部 件 的 設(shè) 計(jì) ......................................444.1 液 壓 支 架 主 要 部 件 的 設(shè) 計(jì) 要 求 .............................444.2 頂 梁 的 設(shè) 計(jì) ...............................................454.3 底 座 的 設(shè) 計(jì) ...............................................464.4 前梁的設(shè)計(jì) ...............................................464.5 掩護(hù)梁的設(shè)計(jì) ............................................474.6 前、后連桿 ................................................484.7 立柱的設(shè)計(jì) ................................................495 液壓支架受力分析和計(jì)算 .......................................515.1 支 架 工 作 狀 態(tài) ............................................515.1.1 頂 板 狀 態(tài) ...........................................515.1.2 支 架 工 作 狀 態(tài) .......................................515.1.3 支 架 受 力 ............................................525.2 支 架 受 力 計(jì) 算 ............................................525.3 頂 梁 載 荷 分 布 ............................................566 主要部件的強(qiáng)度校核 ..........................................586.1 校核的基本要求 ............................................586.2 頂梁強(qiáng)度校核 ..............................................596.3 掩護(hù)梁強(qiáng)度校核 ...........................................616.4 底座強(qiáng)度校核 ............................................626. 5 立柱強(qiáng)度的校核 ..........................................637 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................667.1 液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 .................................667.1.1 液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求 .............................66河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文37.1.2 液壓支架的液壓傳動(dòng)特點(diǎn) .................................668 結(jié) 論 .........................................................689 致 謝 .........................................................69參 考 文 獻(xiàn) ...................................................70河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11 前言1.1 國(guó) 內(nèi) 外 液 壓 支 架 的 研 究 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展地 下 開(kāi) 采 的 煤 產(chǎn) 量 主 要 是 利 用 由 液 壓 支 架 配 套 的 綜 采 設(shè) 備 產(chǎn) 出 的 。綜 采 設(shè) 備 的 研 制 和 廣 泛 的 運(yùn) 用 ， 對(duì) 煤 炭 工 業(yè) 革 新 技 木 裝 備 不 僅 有 著 重大 的 作 用 ， 而 且 對(duì) 采 煤 工 藝 各 個(gè) 環(huán) 節(jié) 技 術(shù) 水 平 的 發(fā) 展 和 提 高 ， 是 強(qiáng) 有力 的 促 進(jìn) 因 素 。加 速 現(xiàn) 代 化 進(jìn) 程 ， 必 須 加 速 煤 炭 工 業(yè) 企 業(yè) 的 建 設(shè) 、 改 造 和 革 新 技術(shù) 裝 備 的 進(jìn) 程 ， 增 加 地 下 開(kāi) 采 和 露 天 開(kāi) 采 的 煤 產(chǎn) 量 。 地 下 開(kāi) 采 方 法 是最 復(fù) 雜 和 閑 難 的 方 法 ， 但 是 ， 這 種 方 法 在 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 和 以 煤 作 為—次 能 源 的 地 區(qū) ， 仍 然 普 遍 應(yīng) 用 。 而 且 ， 開(kāi) 采 優(yōu) 質(zhì) 煤 ， 包 括 煉 焦 煤 ，都 是 采 用 地 下 開(kāi) 采 方 法 。綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 是 煤 炭 工 業(yè) 的 一 次 技 術(shù) 革 命 ， 從 根 本 上 改 變 了 煤炭 工 業(yè) 的 面 貌 ， 綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 是 20 世 紀(jì) 人 類 科 技 發(fā) 展 的 重 要 成 果 。綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 技 術(shù) 在 我 國(guó) 的 研 究 試 驗(yàn) 、 使 用 、 發(fā) 展 ， 徹 底 改 變 了 我國(guó) 煤 炭 工 業(yè) 的 面 貌 ， 降 低 了 工 人 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 ， 提 高 了 產(chǎn) 量 、 勞 動(dòng) 生 產(chǎn)率 和 企 業(yè) 效 益 ， 滿 足 了 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 建 設(shè) 對(duì) 煤 炭 的 需 求 ， 合 理 的 集 中 生 產(chǎn)簡(jiǎn) 化 了 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) ， 提 高 了 生 產(chǎn) 安 全 性 。 我 國(guó) 綜 采 技 術(shù) 發(fā) 展 的 30 多 年 ，使 我 國(guó) 的 煤 炭 生 產(chǎn) 技 術(shù) 水 平 跨 進(jìn) 了 世 界 先 進(jìn) 行 列 ， 綜 放 技 術(shù) 躍 居 世 界領(lǐng) 先 地 位 。工 作 面 支 護(hù) 問(wèn) 題 始 終 是 困 擾 煤 礦 生 產(chǎn) 安 全 、 產(chǎn) 量 和 效 率 的 重 要 問(wèn)題 。 以 液 壓 支 架 為 主 要 設(shè) 備 的 綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 (以 下 簡(jiǎn) 稱 綜 采 )的 誕河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文2生 和 發(fā) 展 是 煤 礦 生 產(chǎn) 發(fā) 展 史 上 的 一 次 重 大 革 命 。 不 僅 從 根 本 上 改 善了 勞 動(dòng) 和 安 全 條 件 ， 也 為 工 作 面 產(chǎn) 量 和 效 率 的 迅 速 提 高 奠 定 了 基 礎(chǔ) 。但 是 綜 采 設(shè) 備 初 期 投 資 高 ， 特 別 是 液 壓 支 架 占 綜 采 設(shè) 備 總 投 資 約 60%，因 此 液 壓 支 架 的 合 理 選 用 特 顯 重 要 。30 多 年 來(lái) 在 液 壓 支 架 技 術(shù) 不 斷 發(fā) 展 中 ， 形 成 了 以 煤 科 總 院 專 業(yè) 研究 所 和 骨 干 支 架 制 造 廠 設(shè) 計(jì) 所 為 主 的 支 架 研 究 設(shè) 計(jì) 隊(duì) 伍 ， 采 用 計(jì) 算 機(jī)CAD 進(jìn) 行 各 種 類 型 支 架 的 設(shè) 計(jì) ， 用 有 限 元 計(jì) 算 軟 件 等 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 并 普及 計(jì) 算 機(jī) 繪 圖 。 我 國(guó) 制 訂 的 緩 傾 斜 工 作 面 頂 板 分 類 及 其 它 研 究 成 果 為支 架 設(shè) 計(jì) 、 選 型 和 使 用 提 供 了 有 力 的 指 導(dǎo) 依 據(jù) 。 制 造 方 面 形 成 以 原 部屬 專 業(yè) 制 造 廠 為 主 、 機(jī) 械 工 業(yè) 部 及 船 舶 制 造 總 公 司 等 專 業(yè) 廠 為 輔 的 制造 體 系 ， 以 及 以 國(guó) 家 煤 礦 支 護(hù) 設(shè) 備 質(zhì) 量 檢 測(cè) 中 心 為 骨 干 的 檢 測(cè) 隊(duì) 伍 。制 定 有 關(guān) 支 架 檢 測(cè) 標(biāo) 準(zhǔn) 11 項(xiàng) ， 建 立 了 各 項(xiàng) 支 架 檢 測(cè) 手 段 ， 造 就 了 一支 研 究 、 制 造 和 使 用 液 壓 支 架 的 龐 大 隊(duì) 伍 ;形 成 了 研 制 液 壓 支 架 的 雄厚 基 礎(chǔ) 。 不 僅 能 滿 足 國(guó) 內(nèi) 的 需 要 ， 還 向 美 國(guó) 、 俄 羅 斯 、 土 耳 其 和 印 度等 國(guó) 家 出 口 液 壓 支 架 或 成 套 綜 采 設(shè) 備 。為 適 應(yīng) 我 國(guó) 煤 礦 綜 采 機(jī) 械 化 的 發(fā) 展 ， 國(guó) 內(nèi) 綜 采 設(shè) 備 科 研 設(shè) 計(jì) 和 制造 企 業(yè) 已 研 制 開(kāi) 發(fā) 出 具 有 較 先 進(jìn) 技 術(shù) 水 平 的 大 功 率 電 牽 引 采 煤 機(jī) 、 重型 刮 板 輸 送 機(jī) 、 電 液 控 制 強(qiáng) 力 液 壓 支 架 和 多 點(diǎn) 驅(qū) 動(dòng) 大 運(yùn) 力 帶 式 輸 送 機(jī) 。配 套 設(shè) 備 的 生 產(chǎn) 能 力 達(dá) 到 1500~2 500 t/h， 在 適 宜 的 煤 層 和 礦 井 條件 下 ， 綜 采 工 作 面 可 實(shí) 現(xiàn) 年 產(chǎn) 300 萬(wàn) 噸 以 上 。 新 型 礦 用 單 體 支 護(hù) 設(shè) 備 ， 采 用 懸 浮 式 液 壓 技 術(shù) 原 理 ， 生 產(chǎn) 礦 用 單體 支 護(hù) 設(shè) 備 ， 技 術(shù) 水 平 達(dá) 到 了 國(guó) 際 領(lǐng) 先 水 平 ， 填 補(bǔ) 了 國(guó) 際 空 白 。DWX 型 液 壓 支 柱 的 柱 塞 懸 浮 ， 密 封 脹 緊 ， 密 封 補(bǔ) 償 ， 無(wú) 內(nèi) 泄 漏 、 無(wú) 圓弧 焊 縫 等 技 術(shù) 和 安 全 特 點(diǎn) ， 具 有 獨(dú) 創(chuàng) 性 。 新 型 礦 用 單 體 支 護(hù) 設(shè) 備 的 誕生 ， 消 除 了 五 十 年 來(lái) 國(guó) 內(nèi) 外 單 體 支 護(hù) 設(shè) 備 一 直 存 在 的 內(nèi) 泄 漏 和 圓 弧 焊河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文3縫 脆 斷 等 安 全 隱 患 問(wèn) 題 。 解 決 了 深 部 煤 礦 開(kāi) 采 沖 擊 地 壓 條 件 下 回 采工 作 面 頂 板 支 護(hù) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) ， 結(jié) 束 了 由 德 國(guó) 人 發(fā) 明 的 第 二 代 單 體 支 護(hù)設(shè) 備 的 歷 史 ， 開(kāi) 創(chuàng) 了 中 國(guó) 人 發(fā) 明 的 第 三 代 單 體 支 護(hù) 技 術(shù) 設(shè) 備 的 歷 史 ，并 將 會(huì) 長(zhǎng) 期 使 用 下 去 。 該 產(chǎn) 品 普 遍 適 用 于 煤 礦 回 采 工 作 面 的 頂 板 支 護(hù)和 端 頭 支 護(hù) ， 可 廣 泛 應(yīng) 用 于 薄 煤 層 、 中 厚 煤 層 及 較 厚 煤 層 工 作 面 ， 是煤 礦 的 重 要 支 護(hù) 設(shè) 備 。近 10 年 來(lái) 主 要 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 是 向 兩 柱 掩 護(hù) 式 和 四 柱 掩 護(hù) 式 架 型 發(fā) 展 ，架 型 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 一 步 完 善 ， 設(shè) 計(jì) 方 法 更 先 進(jìn) ， 參 數(shù) 向 高 工 作 阻 力 、 大 中 心距 發(fā) 展 。 液 壓 支 架 另 一 重 大 突 破 是 控 制 系 統(tǒng) ， 應(yīng) 用 電 液 控 制 技 術(shù) ， 采用 電 磁 控 制 的 先 導(dǎo) 閥 ， 先 進(jìn) 可 靠 的 壓 力 和 位 移 傳 感 器 ， 靈 活 自 由 編 程的 微 處 理 機(jī) 技 術(shù) ， 紅 外 線 遙 感 技 術(shù) 等 現(xiàn) 代 科 技 成 果 ， 使 液 壓 支 架 的 動(dòng)作 自 動(dòng) 連 續(xù) 進(jìn) 行 ， 移 架 速 度 大 大 提 高 ， 支 架 循 環(huán) 時(shí) 間 達(dá) 到 6~8s。我 國(guó) 自 1973 年 開(kāi) 始 大 規(guī) 模 引 進(jìn) 德 國(guó) 、 英 國(guó) 等 國(guó) 家 的 綜 采 設(shè) 備 ， 經(jīng)歷 了 消 化 、 吸 收 和 改 進(jìn) 提 高 的 過(guò) 程 ， 到 目 前 已 形 成 了 較 完 整 的 設(shè) 計(jì) 、制 造 和 科 研 體 系 ， 掩 護(hù) 式 液 壓 支 架 的 制 造 和 采 煤 技 術(shù) 已 有 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 發(fā) 展 。1.2 本 課 題 的 研 究 目 的 和 意 義采 用 綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 方 法 是 大 幅 度 增 加 煤 炭 產(chǎn) 量 、 提 高 經(jīng) 濟(jì) 效 益的 必 由 之 路 。 為 了 滿 足 對(duì) 煤 炭 增 長(zhǎng) 的 日 益 需 要 ， 必 須 大 量 生 產(chǎn) 綜 合 機(jī)械 化 采 煤 設(shè) 備 ， 迅 速 增 加 綜 合 機(jī) 械 化 采 煤 工 作 面 。 由 于 采 煤 工 作 面 的底 頂 板 條 件 、 煤 層 厚 度 、 煤 層 的 物 理 機(jī) 械 性 質(zhì) 等 的 不 同 ， 對(duì) 液 壓 支 架的 要 求 也 不 同 。 為 了 有 效 的 支 護(hù) 和 控 制 頂 板 ， 必 須 設(shè) 計(jì) 出 不 同 類 型 和不 同 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 的 液 壓 支 架 。 因 此 液 壓 支 架 的 設(shè) 計(jì) 工 作 是 很 重 要 的 。 由于 液 壓 支 架 的 類 型 很 多 ， 因 此 其 設(shè) 計(jì) 工 作 量 也 是 很 大 的 ， 由 此 可 見(jiàn) ，研 制 和 開(kāi) 發(fā) 新 型 液 壓 支 架 是 必 不 可 少 的 一 個(gè) 環(huán) 節(jié) 。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文4通 過(guò) 對(duì) 液 壓 支 架 的 理 論 學(xué) 習(xí) ， 完 成 液 壓 支 架 的 設(shè) 計(jì) 工 作 ， 加 深對(duì) 液 壓 支 架 工 作 原 理 、 工 作 性 能 、 工 作 環(huán) 境 及 其 結(jié) 構(gòu) 的 認(rèn) 識(shí) 和 了 解 。通 過(guò) 對(duì) 液 壓 支 架 結(jié) 構(gòu) 的 分 析 ， 加 深 和 鞏 固 機(jī) 械 原 理 的 相 關(guān) 內(nèi) 容 ； 通 過(guò)對(duì) 液 壓 支 架 受 力 的 分 析 和 強(qiáng) 度 的 校 核 ， 加 深 對(duì) 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 理 論 力 學(xué) 和材 料 力 學(xué) 及 專 業(yè) 課 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 相 關(guān) 內(nèi) 容 的 鞏 固 和 理 解 。 同 樣 通 過(guò) 對(duì) 液 壓支 架 的 設(shè) 計(jì) ， 能 夠 更 好 的 認(rèn) 識(shí) 國(guó) 內(nèi) 外 液 壓 支 架 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 和 發(fā) 現(xiàn) 目 前煤 礦 液 壓 支 架 主 要 存 在 的 問(wèn) 題 ， 從 而 為 以 后 更 深 認(rèn) 的 了 解 和 設(shè) 計(jì) 液 壓支 架 打 下 良 好 的 基 礎(chǔ) 。通 過(guò) 自 己 獨(dú) 立 地 完 成 指 定 的 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) ， 提 高 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 、分 析 問(wèn) 題 和 解 決 問(wèn) 題 的 能 力 ， 學(xué) 會(huì) 查 閱 參 考 書(shū) 和 工 具 書(shū) 的 方 法 ， 提 高編 寫(xiě) 技 術(shù) 文 件 的 能 力 ， 進(jìn) 一 步 加 強(qiáng) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 和 制 圖 等 基 本 技 能 的 訓(xùn) 練 ，為 畢 業(yè) 后 成 為 一 名 出 色 的 機(jī) 械 工 程 師 打 好 基 礎(chǔ) ?，F(xiàn) 代 社 會(huì) 對(duì) 人 才 提 出 了 更 高 的 要 求 ， 作 為 一 名 當(dāng) 代 大 學(xué) 畢 業(yè) 生 ，不 僅 打 好 堅(jiān) 實(shí) 的 專 業(yè) 知 識(shí) ， 還 應(yīng) 具 備 工 程 技 術(shù) 人 才 應(yīng) 有 的 綜 合 素 質(zhì) 。為 了 適 應(yīng) 這 一 發(fā) 展 趨 勢(shì) ， 我 們 應(yīng) 立 足 變 傳 統(tǒng) 的 、 僵 化 的 、 單 純 的 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) 為 培 養(yǎng) 主 動(dòng) 學(xué) 習(xí) 、 提 高 創(chuàng) 新 能 力 、 樹(shù) 立 團(tuán) 結(jié) 協(xié) 作 精 神 、 強(qiáng) 化 計(jì) 算機(jī) 運(yùn) 用 等 多 維 兼 容 性 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ;同 時(shí) 通 過(guò) 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ， 鍛 煉 學(xué) 生 解決 實(shí) 際 工 程 問(wèn) 題 的 能 力 ； 在 整 個(gè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 過(guò) 程 中 ， 以 我 們 的 主 動(dòng) 學(xué)習(xí) 為 主 ， 教 師 適 時(shí) 指 導(dǎo) 為 輔 ； 將 素 質(zhì) 教 育 也 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 教 學(xué) 相 融 合 ， 從根 本 上 提 高 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 質(zhì) 量 和 水 平 。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文52 液 壓 支 架 基 本 理 論 分 析2.1 液 壓 支 架 的 工 作 原 理液 壓 支 架 在 工 作 過(guò) 程 中 ， 不 僅 要 可 靠 的 支 撐 頂 板 ， 維 護(hù) 一 定 的 安全 工 作 空 間 ， 而 且 要 隨 工 作 面 的 推 進(jìn) ， 進(jìn) 行 移 架 和 推 移 輸 送 機(jī) 。 因 此 ，支 架 要 實(shí) 現(xiàn) 升 、 降 、 推 、 移 四 個(gè) 基 本 動(dòng) 作 ， 這 些 動(dòng) 作 是 利 用 泵 站 供 給的 高 壓 液 體 ， 通 過(guò) 工 作 面 性 質(zhì) 不 同 的 幾 個(gè) 液 壓 缸 來(lái) 完 成 的 ， 如 圖2.1 所 示 。圖 2.1 液 壓 支 架 工 作 原 理1—頂 梁 ； 2—立 柱 ； 3—推 移 千 斤 頂 ； 4—安 全 閥 ； 5—單 向 筏 ； 6、 7—操 縱閥 ；2.1.1 支 架 升 降當(dāng) 操 作 閥 處 于 升 柱 位 置 時(shí) ， 從 乳 化 液 泵 站 來(lái) 得 高 壓 液 體 通 過(guò) 操 縱閥 液 控 單 向 閥 5 進(jìn) 入 立 柱 2 的 下 腔 ， 立 柱 上 腔 回 液 ， 支 架 升 起 ， 并 撐緊 頂 板 。 當(dāng) 操 縱 閥 處 于 降 柱 位 置 時(shí) ， 工 作 液 體 進(jìn) 入 立 柱 的 上 腔 ， 同河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文6時(shí) 打 開(kāi) 液 控 單 向 閥 ， 立 柱 下 腔 回 液 ， 支 架 下 降 。2.1.2 支 架 推 移支 架 的 前 移 和 推 移 輸 送 機(jī) 是 通 過(guò) 操 縱 閥 和 推 移 千 斤 頂 3 來(lái) 進(jìn) 行的 。 移 架 時(shí) ， 先 使 支 架 卸 載 下 降 ， 再 把 操 縱 閥 置 于 移 架 位 置 ， 從 乳 化液 泵 站 來(lái) 的 高 壓 液 體 進(jìn) 入 推 移 千 斤 頂 的 前 腔 即 活 塞 桿 腔 ， 后 腔 即 活 塞腔 回 液 。 這 時(shí) ， 支 架 以 輸 送 機(jī) 為 支 點(diǎn) 前 移 。 移 架 結(jié) 束 后 ， 再 把 支 架 升起 ， 使 支 架 撐 緊 頂 板 。 若 將 操 縱 閥 置 于 推 溜 位 置 ， 高 壓 液 體 進(jìn) 入 推 移千 斤 頂 后 腔 即 活 塞 腔 ， 前 腔 即 活 塞 桿 腔 回 液 ， 這 時(shí) 輸 送 機(jī) 以 支 架 為 支點(diǎn) 被 推 向 煤 壁 。2.1.3 支 架 承 載 過(guò) 程支 架 的 承 載 過(guò) 程 是 指 支 架 與 頂 板 之 間 相 互 力 學(xué) 作 用 的 過(guò) 程 ， 它 包括 初 撐 、 承 載 增 阻 和 恒 阻 三 個(gè) 階 段 。(1) 初 撐 階 段在 升 架 過(guò) 程 中 ， 當(dāng) 支 架 的 頂 梁 接 觸 頂 板 ， 直 到 立 柱 下 腔 的 液 體 壓力 逐 漸 上 升 到 泵 站 工 作 壓 力 時(shí) ， 停 止 供 液 ， 液 控 單 向 閥 5 立 即 關(guān) 閉 ，這 一 過(guò) 程 為 支 架 的 初 撐 階 段 。 此 時(shí) 支 架 對(duì) 頂 板 的 支 撐 力 為 初 撐 力 。(2) 承 載 增 阻 階 段支 架 初 撐 結(jié) 束 后 ， 隨 著 頂 板 的 下 沉 ， 立 柱 下 腔 的 液 體 壓 力 逐 漸 升高 ， 支 架 對(duì) 頂 板 的 支 撐 力 也 隨 之 增 大 ， 呈 現(xiàn) 增 阻 狀 態(tài) ， 這 一 過(guò) 程 為 支架 的 承 載 增 阻 階 段 。(3) 恒 阻 階 段隨 著 頂 板 壓 力 的 進(jìn) 一 步 增 加 ， 立 柱 下 腔 的 液 體 壓 力 越 來(lái) 越 高 ， 當(dāng)河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文7升 高 到 安 全 閥 4 的 調(diào) 定 壓 力 時(shí) ， 安 全 閥 打 開(kāi) 溢 流 ， 立 柱 下 縮 ， 液 體壓 力 隨 之 降 低 。 當(dāng) 降 到 安 全 閥 的 調(diào) 定 壓 力 時(shí) ， 安 全 閥 關(guān) 閉 。 隨 著 頂 板的 繼 續(xù) 下 沉 ， 安 全 閥 重 復(fù) 這 一 過(guò) 程 。 由 于 安 全 閥 的 作 用 ， 支 架 的 支 撐力 維 持 在 某 一 恒 定 數(shù) 值 上 ， 這 是 支 架 的 恒 阻 階 段 。 此 時(shí) ， 支 架 對(duì) 頂 板的 支 撐 力 成 為 工 作 阻 力 ， 它 是 由 支 架 安 全 閥 的 調(diào) 定 壓 力 決 定 的 。 對(duì) 于掩 護(hù) 式 和 支 撐 掩 護(hù) 式 支 架 ， 其 初 撐 力 和 工 作 阻 力 的 計(jì) 算 還 要 考 慮 到 立柱 傾 角 的 影 響 因 素 。圖 2.2 支 架 的 工 作 特 性 曲 線由 上 可 知 ， 支 架 工 作 時(shí) ， 其 支 撐 力 與 時(shí) 間 的 關(guān) 系 ， 可 用 支 架 工 作特 性 曲 線 表 示 ， 如 圖 所 示 ， 曲 線 上 的 、 、 分 別 表 示 支 架 的 初0t1??2撐 、 增 阻 、 和 恒 阻 階 段 的 時(shí) 間 。上 述 工 作 過(guò) 程 表 明 ： 支 架 在 達(dá) 到 額 定 工 作 阻 力 以 前 具 有 增 阻 性 ，以 保 證 支 架 對(duì) 頂 板 有 效 的 支 撐 作 用 ； 當(dāng) 支 架 達(dá) 到 額 定 工 作 阻 力 以 后 ，支 架 能 隨 頂 板 的 下 沉 而 下 縮 ， 即 具 有 可 縮 性 和 恒 阻 性 ， 支 架 的 工 作 特性 決 定 于 立 柱 、 液 控 單 向 閥 、 安 全 閥 和 操 縱 閥 的 性 能 和 密 封 的 好 壞 。所 以 這 些 元 件 是 支 架 的 關(guān) 鍵 液 壓 元 件通 常 液 控 單 向 閥 和 安 全 閥 組 合 在 一 起 ， 稱 為 控 制 閥 。 支 架 的 工作 阻 力 是 支 架 的 一 個(gè) 重 要 參 數(shù) ， 它河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文8表 示 支 架 支 撐 力 的 大 小 。 但 是 ， 由 于 支 架 的 頂 梁 長(zhǎng) 短 和 間 距 大 小 不同 ， 所 以 并 不 能 完 全 反 映 支 架 對(duì) 頂 板 的 支 撐 能 力 。 因 此 ， 通 常 單 位 支護(hù) 面 積 頂 板 上 所 受 支 架 工 作 阻 力 值 的 大 小 ， 即 支 護(hù) 強(qiáng) 度 來(lái) 表 示 支 架 的支 護(hù) 性 能 。 即(式 2.1)FPq?310??Ma式 中 —支 架 的 支 護(hù) 面 積 ，F(xiàn)2m2.2 液 壓 支 架 的 類 型 和 結(jié) 構(gòu)液 壓 支 架 按 其 對(duì) 頂 板 的 支 護(hù) 方 式 和 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 的 不 同 ， 分 為 支 撐 式 、掩 護(hù) 式 和 支 撐 掩 護(hù) 式 三 種 基 本 架 型 。2.2.1 支 撐 式 支 架支 撐 式 支 架 是 出 現(xiàn) 最 早 的 一 種 架 型 ， 按 其 結(jié) 構(gòu) 和 動(dòng) 作 方 式 的 不 同 ，支 撐 式 支 架 又 分 為 垛 式 支 架 和 節(jié) 式 支 架 兩 種 結(jié) 構(gòu) 型 式 。 垛 式 支 架 每 架為 一 整 體 ， 與 輸 送 機(jī) 聯(lián) 接 并 互 為 支 點(diǎn) 整 體 前 移 。 節(jié) 式 支 架 由 2~3 個(gè)框 節(jié) 組 成 ， 移 架 時(shí) ， 各 節(jié) 之 間 互 為 支 點(diǎn) 交 替 前 移 ， 輸 送 機(jī) 用 與 支 架 相連 的 推 移 千 斤 頂 推 移 。 節(jié) 式 支 架 由 于 穩(wěn) 定 性 差 ， 現(xiàn) 已 基 本 淘 汰 。支 撐 式 支 架 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 是 ： 頂 梁 較 長(zhǎng) ， 其 長(zhǎng) 度 多 在 4 左 右 ； 而m且 立 柱 多 ， 一 般 4~6 根 ， 且 垂 直 支 撐 ； 支 架 后 部 設(shè) 復(fù) 位 裝 置 和 擋 矸 裝置 。 以 平 衡 水 平 推 力 和 防 止 矸 石 竄 入 支 架 的 工 作 空 間 內(nèi) 。 支 撐 式 支 架的 支 護(hù) 性 能 是 ： 支 撐 力 大 ， 且 作 用 點(diǎn) 在 支 架 后 部 ， 故 切 頂 性 能 好 ； 對(duì)頂 板 重 復(fù) 支 撐 的 次 數(shù) 多 ， 容 易 把 本 來(lái) 完 整 的 頂 板 壓 碎 ； 抗 水 平 載 荷的 能 力 差 ， 穩(wěn) 定 性 差 ； 護(hù) 矸 能 力 差 ， 矸 石 易 竄 入 工 作 空 間 ； 支 架 的 工河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文9作 空 間 和 通 風(fēng) 斷 面 大 。由 上 可 知 ， 支 撐 式 支 架 適 用 于 直 接 頂 穩(wěn) 定 、 老 頂 有 明 顯 或 強(qiáng) 烈 周期 來(lái) 壓 ， 且 水 平 力 小 的 條 件 。2.2.2 掩 護(hù) 式 支 架掩 護(hù) 式 支 架 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 是 ： 有 一 個(gè) 較 寬 的 掩 護(hù) 梁 以 擋 住 采 空 區(qū) 的矸 石 進(jìn) 入 作 業(yè) 空 間 ， 其 掩 護(hù) 梁 的 上 端 與 頂 梁 鉸 接 ， 下 端 通 過(guò) 前 后 連 桿與 底 座 連 接 。 底 座 、 前 后 連 桿 和 掩 護(hù) 梁 形 成 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) ， 以 保 持 穩(wěn) 定的 梁 端 距 和 承 受 水 平 推 力 。 立 柱 的 支 撐 力 間 接 作 用 于 頂 梁 或 直 接 作 用于 頂 梁 上 。 掩 護(hù) 式 支 架 的 立 柱 較 少 ， 除 少 數(shù) 掩 護(hù) 式 支 架 1 根 立 柱 外 ，一 般 都 是 一 排 2 根 立 柱 。 這 種 支 架 的 立 柱 都 為 傾 斜 布 置 ， 以 增 加 支 架的 調(diào) 高 范 圍 ， 支 架 的 兩 側(cè) 有 活 動(dòng) 側(cè) 護(hù) 板 ， 可 以 把 架 間 密 封 。 通 常 頂 梁較 短 ， 一 般 為 3.0mm 左 右 。掩 護(hù) 式 支 架 的 支 護(hù) 性 能 是 ： 支 撐 力 較 小 ， 切 頂 性 能 差 ， 但 由 于 頂梁 短 ， 支 撐 力 集 中 在 靠 近 煤 壁 的 頂 板 上 ， 所 以 支 護(hù) 強(qiáng) 度 較 大 、 且 均 勻 ，掩 護(hù) 性 好 ， 能 承 受 較 大 的 水 平 推 力 ， 對(duì) 頂 板 反 復(fù) 支 撐 的 次 數(shù) 少 ， 能 帶壓 移 架 。 但 由 于 頂 梁 短 ， 立 柱 傾 斜 布 置 ， 故 作 業(yè) 空 間 和 通 風(fēng) 斷 面 小 。由 上 可 知 ， 掩 護(hù) 式 支 架 適 用 于 頂 板 不 穩(wěn) 定 和 中 等 穩(wěn) 定 、 老 頂 周 期來(lái) 壓 不 明 顯 、 瓦 斯 含 量 少 的 破 碎 頂 板 條 件 。2.2.3 支 撐 掩 護(hù) 式 支 架支 撐 掩 護(hù) 式 支 架 是 在 吸 收 了 支 撐 式 和 掩 護(hù) 式 兩 種 支 架 優(yōu) 點(diǎn) 的 基礎(chǔ) 上 發(fā) 展 起 來(lái) 的 一 種 支 架 。 因 此 ， 它 兼 有 支 撐 式 和 掩 護(hù) 式 支 架 的 結(jié) 構(gòu)特 點(diǎn) 和 性 能 ， 可 適 用 于 各 種 頂 底 板 條 件 。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文10支 撐 掩 護(hù) 式 支 架 的 頂 梁 由 前 梁 與 主 梁 構(gòu) 成 ， 四 根 立 柱 支 撐 在 頂梁 和 立 柱 之 間 ， 掩 護(hù) 梁 的 上 端 與 頂 梁 鉸 接 ， 下 端 用 連 桿 與 底 座 相 連 。這 種 支 架 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 支 撐 力 大 ， 切 頂 性 能 強(qiáng) ， 防 護(hù) 性 能 好 ， 通 風(fēng) 斷 面大 ， 穩(wěn) 定 性 好 ， 應(yīng) 用 范 圍 廣 。 它 的 主 要 缺 點(diǎn) 是 ： 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 成 本 較 高 。支 撐 掩 護(hù) 式 支 架 的 立 柱 均 為 兩 排 ， 立 柱 可 前 傾 和 后 傾 。 也 可 倒 八字 形 布 置 和 交 叉 布 置 。 通 常 ， 兩 排 立 柱 都 直 接 支 撐 在 頂 梁 上 ， 個(gè) 別 情況 下 ， 也 有 后 排 立 柱 支 撐 在 掩 護(hù) 梁 上 而 前 排 立 柱 支 撐 在 頂 梁 上 。2.2.4 特 種 液 壓 支 架特 種 液 壓 支 架 是 為 滿 足 某 些 特 殊 要 求 而 發(fā) 展 起 來(lái) 的 液 壓 支 架 ， 在結(jié) 構(gòu) 型 式 仍 屬 于 上 述 某 種 基 本 架 型 。2.3 對(duì) 液 壓 支 架 的 基 本 要 求1. 為 了 滿 足 采 煤 工 藝 及 地 質(zhì) 條 件 的 要 求 ， 液 壓 支 架 要 有 足 夠 的 初 撐 力和 工 作 阻 力 ， 以 便 有 效 地 控 制 頂 板 ， 保 證 合 理 的 下 沉 量 。2. 液 壓 支 架 要 有 足 夠 的 推 溜 力 和 移 架 力 。 推 溜 力 一 般 為 100 左kN右 ； 移 架 力 按 煤 層 厚 度 而 定 ， 薄 煤 層 一 般 為 100kN~150kN， 中厚 煤 層 一 般 為 150kN ~250kN， 厚 煤 層 一 般 為 250kN~ 400kN。3. 防 矸 性 能 要 好 。4. 排 矸 性 能 要 好 。5. 要 求 液 壓 支 架 能 保 證 采 煤 工 作 面 有 足 夠 的 通 風(fēng) 斷 面 ， 從 而 保 證人 員 呼 吸 、 稀 釋 有 毒 氣 體 等 安 全 方 面 的 要 求 。6. 為 了 操 作 和 生 產(chǎn) 的 需 要 ， 要 有 足 夠 寬 的 人 行 道 。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文117. 調(diào) 高 范 圍 要 大 ， 照 明 和 通 訊 方 便 。8. 支 架 的 穩(wěn) 定 性 要 好 ， 底 座 最 大 比 壓 要 小 于 規(guī) 定 植 。9. 要 求 支 架 有 足 夠 的 剛 度 ， 能 夠 承 受 一 定 的 不 均 勻 載 荷 和 沖 擊 載 荷 。10. 在 滿 足 強(qiáng) 度 條 件 下 ， 盡 可 能 減 輕 支 架 重 量 。11. 要 易 于 拆 卸 ， 結(jié) 構(gòu) 要 簡(jiǎn) 單 。12. 液 壓 元 件 要 可 靠 。2.4 設(shè) 計(jì) 液 壓 支 架 必 需 的 參 數(shù)1.頂板條件根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?，?duì)支架進(jìn)行選型。2.最大和最小采高根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。3.瓦斯等級(jí)根據(jù)瓦斯等級(jí)，按保安規(guī)程規(guī)定，險(xiǎn)算通風(fēng)斷面。4.底板巖性及小時(shí)涌水量根據(jù)底板巖性和小時(shí)涌水量驗(yàn)算底板比壓。5.工作面煤壁條件根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。6.煤層傾角根據(jù)煤層傾角，決定是否用防倒放滑裝置。7.井筒罐籠尺寸根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。8.配套尺寸根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文123 液壓支架的總體設(shè)計(jì)3.1 支 架 的 選 型 設(shè) 計(jì)3.1.1 設(shè) 計(jì) 的 原 始 條 件煤 層 厚 度 ： H＝ 1.8~3.2 米 ； 頂 設(shè) 條 件 老 頂 II 級(jí) 、 直 接 頂 II 級(jí) ，底 板 平 整 ， 無(wú) 影 響 支 架 通 過(guò) 的 斷 層 。 工 作 面 配 套 設(shè) 備 ： 采 煤 機(jī) ：MXA-300/3.5， 刮 板 輸 送 機(jī) ： SGZ－ 730/320。 煤 層 傾 斜 角 小 于 15 度 ，河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文13支 護(hù) 強(qiáng) 度 、 底 板 抗 壓 強(qiáng) 度 、 泵 站 壓 力 、 安 全 閥 調(diào) 定 壓 力 40MPa。3.1.2 影 響 架 型 選 擇 的 因 素1) 煤 層 厚 度煤 層 厚 度 不 但 直 接 影 響 到 支 架 的 高 度 和 工 作 阻 力 ， 而 且 還 影 響 到支 架 的 穩(wěn) 定 性 。 當(dāng) 煤 層 厚 度 大 于 2.5~2.8m（ 軟 煤 取 下 限 ， 硬 煤 取 上限 ） 時(shí) ， 應(yīng) 選 用 抗 水 平 推 力 強(qiáng) 且 帶 護(hù) 幫 裝 置 的 掩 護(hù) 式 或 支 撐 掩 護(hù) 式 支架 。 當(dāng) 煤 層 厚 度 變 化 較 大 時(shí) ， 應(yīng) 選 用 調(diào) 高 范 圍 大 的 支 架 。2) 煤 層 傾 角煤 層 傾 角 主 要 影 響 支 架 的 穩(wěn) 定 性 ， 傾 角 大 時(shí) 易 發(fā) 生 傾 倒 、 下 滑 象 。當(dāng) 煤 層 傾 角 大 于 10 ~15 時(shí) ， 應(yīng) 設(shè) 防 滑 和 調(diào) 架 裝 置 ， 當(dāng) 傾 角 超 過(guò) 18?時(shí) ， 應(yīng) 同 時(shí) 具 有 防 滑 防 倒 裝 置 。?3) 底 板 性 質(zhì)底 板 承 受 支 架 的 全 部 載 荷 ， 對(duì) 支 架 的 底 板 影 響 較 大 ， 底 板 的 軟 硬和 平 整 性 ， 基 本 上 決 定 了 支 架 底 座 的 結(jié) 構(gòu) 和 支 承 面 積 。 選 型 時(shí) ， 要驗(yàn) 算 底 座 對(duì) 底 板 的 接 觸 比 壓 ， 其 值 要 小 于 底 板 的 允 許 比 壓 (對(duì) 于 砂 巖底 板 ， 允 許 比 壓 為 1.96~2.16MPa， 軟 底 板 為 0.98MPa 左 右 )。4) 瓦 斯 涌 出 量對(duì) 于 瓦 斯 涌 出 量 大 的 工 作 面 ， 支 架 的 通 風(fēng) 斷 面 應(yīng) 滿 足 通 風(fēng) 的 要 求 ，選 型 時(shí) 要 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 。5) 地 質(zhì) 構(gòu) 造地 質(zhì) 構(gòu) 造 十 分 復(fù) 雜 ， 煤 層 厚 度 變 化 又 較 大 ， 頂 板 允 許 暴 露 面 積 和時(shí) 間 分 別 在 5~8 和 20min 以 下 時(shí) ， 暫 不 宜 采 用 液 壓 支 架 。6) 設(shè) 備 成 本河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文14在 滿 足 要 求 的 前 提 下 ， 應(yīng) 選 用 價(jià) 格 便 宜 的 支 架 。3.1.3 支 架 架 型 的 確 定從 架 型 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 來(lái) 看 ， 由 于 架 型 的 不 同 ， 它 的 支 撐 力 分 布 和作 用 也 不 同 ； 從 頂 板 條 件 來(lái) 看 ， 由 于 直 接 頂 類 別 和 老 頂 級(jí) 別 的 不 同 ，支 架 所 承 受 的 載 荷 也 不 同 。 所 以 ， 為 了 在 使 用 中 合 理 地 選 擇 架 型 ，要 對(duì) 支 架 的 支 撐 力 、 采 煤 高 度 與 承 載 的 關(guān) 系 進(jìn) 行 分 析 ， 使 支 架 的 支撐 力 能 適 應(yīng) 頂 板 載 荷 的 要 求 。根 據(jù) 煤 層 厚 度 1.8~3.2 米 ， 屬 于 中 厚 煤 層 。 支 架 的 適 應(yīng) 高 度為 1.5~3.5 米 煤 質(zhì) 條 件 老 頂 II 級(jí) 、 直 接 頂 II 級(jí) ， 底 板 平 整 ， 無(wú)影 響 支 架 通 過(guò) 的 斷 層 ， 根 據(jù) 表 2.1 初 步 選 定 為 掩 護(hù) 式 兩 柱 液 壓 支架 。老 頂 級(jí) 別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ直 接 頂 類別1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文15表 2.1 支 架 架 型 的 選 擇注 ： ① 括 號(hào) 內(nèi) 的 數(shù) 字 是 掩 護(hù) 式 支 架 的 支 護(hù) 強(qiáng) 度 。 表 中 所 列 支 護(hù) 強(qiáng) 度 在 選 用 時(shí) ，可 根 據(jù) 本 礦 情 況 允 許 有 %的 波 動(dòng) 范 圍 。5?② 表 中 1.3、 1.6、 2 分 別 為 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 級(jí) 老 頂 的 分 級(jí) 增 壓 系 數(shù) ； Ⅳ 級(jí) 老頂 給 出 最 低 值 2， 選 用 時(shí) 可 根 據(jù) 本 礦 實(shí) 際 確 定 適 宜 值 。支 撐式采 高小 于2.5m時(shí)支 架 類 型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式支撐式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式支 撐掩護(hù) 式采 高大 于2.5m時(shí)1 0.294 1.3 0.294?1.6 0.294?>2?0.24920.343（ 0.245）1.3 0.343（ 0.245）1.6 0.343?>2?0.34330.441（ 0.343）1.3 0.441?（ 0.343）1.6 0.441?>2?0.441支架支護(hù)強(qiáng)度MPa采高m40.539（ 0.441）1.3 0.539?（ 0.441）1.6 0.539?>2?0.539應(yīng) 結(jié)合 深孔 爆破 ，軟 化頂 板等 措施 處理 采空 區(qū)河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文163.2 液壓支架參數(shù)的確定3.2.1 支 架 高 度 的 確 定支 架 高 度 的 確 定 原 則 ， 應(yīng) 根 據(jù) 所 采 煤 層 的 厚 度 ， 采 區(qū) 范 圍 內(nèi) 地 質(zhì) 條件 的 變 化 等 因 素 來(lái) 確 定 ， 其 最 大 與 最 小 高 度 為 ：（ 式 3.1）1ShHm??（ 式 3.2）????2n—煤 層 最 大 采 高???—煤 層 最 小 采 高???—偽 頂 冒 落 的 最 大 厚 度 ， 一 般 取 0.2~0.3mS1—頂 板 最 大 下 沉 量 ， 一 般 取 100~200mm2—移 架 時(shí) 支 架 的 最 小 可 縮 量 ， 一 般 取 50mma—矸 、 浮 煤 厚 度 ， 一 般 取 50mm????本 設(shè) 計(jì) 采 高 1.8~3.2m,取 支 架 高 度 為 1.5~3.5m3.2.2 支 架 伸 縮 比支 架 的 伸 縮 比 指 最 大